反应机理题（20题）-2023高考化学考点必做300题（全国卷）（解析版）

2023高考化学考点必做300题（全国卷）

选择题压轴必做40题

专练10反应机理题（20题）

【基础题】

1.钮的配合物催化某可逆反应的一种反应机理如下图所示。下列说法错误的是

MHlSa)

Ndlis^)

cr“rN(Hism»

+

A.该反应的离子方程式为：H2o2+cr+HHOC1+H2O

B.产物HOC1可用于杀菌消毒

C.该催化循环中V的成键数目发生变化

D.专凡的配合物通过参与反应，降低反应的活化能，提高H。。的平衡转化率

【答案】D

【解析】A.由图示知，整个过程输入H2O2、Cl\H+、HzO物质的量之比为1：1：1：I,生成HQ、HOC1

+

物质的量之比为2：1,故该反应离子方程式为：H2O2+Cl+H=H2O+HOCI,A正确；B.产物HOC1,即次

氯酸，具有强氧化性，可以杀菌消毒，B正确；C.该催化循环过程中，有V元素形成6根键，也有V元

素形成5根键的情况，C正确；D.锐的配合物在过程中起到催化作用，即作催化剂，而催化剂对平衡移动

没有影响，故不会影响H2O2平衡转化率，D错误；故答案选D。

2.目前，汽车尾气系统中均安装了催化转化器，这种方法是处理NO,的“储存还原技术法”，简称NSR,工

作原理如图所示。下列说法中正确的是

A.在富氧氛围下喷入少量燃油可以生成CO、也等还原性尾气

B.NSR系统中的只有一种催化剂

C.存储阶段，氮元素被氧化，以Ba(NO)的形式被存储起来

D.还原阶段，每生成O.lmolN2,转移2moi电子

【答案】C

【解析】A.在富氧氛围下，氧气充足，喷入少量燃油可以生成CO?、H2O等，而不是生成还原性尾气，A

错误；B.NSR系统中的催化剂有Pl、Ba,不是•种，B错误；C.由图可知，存储阶段，氮元素化合价升

高被氧化，以Ba(NO)的形式被存储起来，C正确：D.还原阶段氮元素化合价由+5变为0发生还原反应,

氢气、一氧化碳句发生氧化反应，电子转移为N?:10e\每生成O.lmolN”转移1moi电子，D错误；故选

Co

3.2022年诺贝尔化学奖授予了对点击化学和生物正交化学作出贡献的三位科学家。点击化学的代表反应为

“叠氮化物-快烧”反应，其反应原理如图所示(Ri和R?代表煌基)。下列说法正确的是

A.转化过程中N的杂化方式未改变

B.N3-R2中一定存在三种非极性键

C.该反应中［Cu］和H+都能降低反应的活化能

N

2_1QU]R2

D.总反应方程式为：R--N3+=-R------->

R

【答案】D

【解析】A.根据流程可知，N3-R2中N原子有形成三键的氮原子，为sp杂化，后续产物中变为双键，为

sp2杂化，A错误；B.根据流程可知，N?-R2中存在N三N和N-N两种非极性键，B错误；C.该反应中[Cu]

为催化剂，可降低反应的活化能，H+不是催化剂，C错误；D.据图可知，该流程中初始反应物为R2-N3和

N…N

R2/Q[Cu]R2/Q

1NN

HC^C-R,最终产物为N，化学方程式为R-N3+^—R------->^\/,D正确;

R1R1

综上所述答案为D。

4.如图,反应AfC可以通过两种不同的进程发生:

AA*

C

4

g

0三r,n

A'X\

ReactionCoordinateReactionCoordinate

(a)(b)

(a)反应AfC直接发生，半衰期与初始浓度无关。在294K时，半衰期为lOOOmin,在340K时，A浓度降

至原始浓度的1/1024所需的时间为O.lOmin。

(b)反应通过两步进行。

则下面的说法中，错误的是

A.A*是反应的催化剂

B.C比A更稳定

C.(b)的反应方式活化能降低，从而能提高反应速率

D.(a)的反应方式中反应速率与A的浓度成正比

【答案】A

【解析】A.催化剂在反应前后不发生变化，A*是中间产物，A错误；B.能量越低越稳定，C比A更稳定，

B正确；C.从图可知(b)的反应方式活化能降低，所以能提高反应速率，C正确；D.由题意可知(a)的反应

方式中反应速率与A的浓度成正比，D正确：故选A。

5.乙快（HC三CH）能在Hg?+催化下与水反应生成CH3cHO,反应历程及相对能垒如图所示。下列说法正确

的是

④CH2=CHOH\

0.00①/;Hg2+\(5)

+Hg[Hg(HQ)/W、E2③/H«\Es

+HC=CH'------77+

—Hg—C=C—OHCH3CHO

C

(IT

H.r

一

一-ICII

O—

H

A.过程①中，水分子中的氧原子向Hg"的空轨道提供孤对电子

B.本反应历程涉及的物质中，CH?=CHOH最稳定

C.HC三CH转化为CH3cHO的过程涉及消去反应

D.其他条件不变时，更换其他催化剂可改变由乙烘和水制备乙醛的焰变

【答案】A

【解析】A.由图可知，过程①中H?O与Hg2+形成配合物，水分子的氧原子具有孤对电子，可向Hg2+的空

轨道提供孤对电子形成配位键，A正确；B.图中CH2=CHOH的能量最高，故其稳定性最弱，B错误；C.由

本反应历程图示知，HCwCH转化为C&CHO的过程反应中碳碳三.健转化为醛基，没有涉及消去反应，C

错误；D.催化剂改变反应历程，降低活化能，加快反应速率，但不能改变反应的焰变，D错误；故选A。

6.臭氧层可阻止紫外线辐射，氟利昂（如CFCb）破坏臭氧层的反应过程如图所示。下列说法正确的是

A.过程I中断裂极性键C—F键B.过程n和ni中不涉及电子转移

C.臭氧被破坏的过程中C1作催化剂D.CFCb的空间构型是正四面体形

【答案】C

【解析】A.过程I中，CFCb断裂极性键C—Cl键，A错误；B.过程U发生的反应为：0+03=00+02,

C1的化合价由0价变成看+2价，即一个CI失去2个电子，发生了电子转移，过程m发生的反应为：

O+C1O=C1+O2,Cl的化合价由+2价变成看0价，即一个C1得到2个电子，发生了电子转移，B错误；C.臭

氧被破坏的过程为过程II和in,过程n发生的反应为：ci+o3=cio+o2,过程ni发生的反应为：o+cio=ci+o

2,臭氧被破坏的前后Cl的质量和化学反应不变，即为催化剂，C正确；D.CFCb的中心原子是c,价层

电子数为4,空间构型是四面体形，不是正四面体形，D错误：故选C。

7.最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到C0与0在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的

777777777777777777777777777777777777777

状态I状态H状态HI

•表示C表示07777777777'表示催化剂

A.在该过程中，CO断键形成C和0

B.状态I—状态III表示CO与02的反应过程

C.CO和0生成CO2是吸热反应

D.CO和0生成了具有极性共价键的CO?

【答案】D

【解析】A.由图可知不存在CO的断键过程，故A错误；B.状态［一状态川表示CO与0反应的过程,

而不是与氧气反应，故B错误；C.山图可知反应物总能量大于生成物总能量，反应为放热反应，故C错

误；D.CO与O在催化剂表面形成CCh,所以状态1-状态HI表示CO与O反应生成了具有极性共价键的

C02,故D正确。综上所述，答案为D。

8.在催化剂作用下，由HCOOH释氢可以制得H?,其可能的反应机理如图所示。研究发现，其他条件不变

时・，以HCOOK溶液代替HCOOH催化释氢效果更佳。下列说法正确的是

A.HCOOH催化释氢过程中，有极性键和非极性键的断裂

B.HCOOD代替HCOOH催化释氢，生成CO?、氏、HD及D?

C.HCOOK溶液代替HCOOH时发生反应，生成CO?和H?

D.其他条件不变时，以HCOOK溶液代替HCOOH能提高释放氢气的速率

【答案】D

【解析】A.HCOOH催化释氢过程中，涉及N-H键的断裂和形成、O-H键的断裂以及H-H键的形成，有

极性键的断裂，有极性键和非极性键的生成，故A错误；B.HCOOD代替HCOOH催化释氢，除生成CO2

外，还有HD,没有D?,故B错误；C.HCOOK溶液代替HCOOH时发生反应，生成的KOH能吸收CCh

转变成HCO3,故C错误；D.其他条件不变时，以HCOOK溶液代替HCOOH反应生成KOH能吸收CO工

能提高释放纸气的速率和纯度，故D正确；故选D。

9.实现碳达峰、碳中和是党中央做出的重大战略决策。恒压、750。＜2时，CH4和CCh按物质的量之比1：3

投料，反应经如下流程（主要产物已标出）可实现CO2高效转化。

下列说法正确的是

A.过程①中，CCh的转化率为50%

B.过程②中CO2的吸收，不利于CO还原Fe3O4的平衡正向移动

C.过程③中通入He的作用是催化剂，加快CaCCh分解

D.过程①、②、③均涉及到了氧化还原反应

【答案】D

一定条件下

【解析】根据流程图可知，总反应为：CH4和3cCh4co和2H2O。A.过程①中，COz转化为

C0,但并不知道该反应进行的程度，所以无法准确计算转化率，A错误；B.过程ii,CaO吸收CO?,使CC>2

浓度降低，从而促进C0还原Fe3O4的平衡正移，B错误；C.恒压、750。(2时，通入He,是碳酸钙分解反

应平衡向正向移动，但He并未参加反应，也不属于催化剂，C错误：D.根据上述反应机理可知，过程①、

②、③中元素均有化合价的升降，均涉及到了氧化还原反应，D正确；故选D。

10.一定条件下，丙烯与HC1反应生成CH3cHe1CH3和CH3cH2cH2cl的反应历程如图所示。下列说法正确

A.丙烯与HC1的反应是吸热反应

B.合成CH3cHe1CH’的反应中，第H步为反应的决速步

C.其他条件不变，适当升高温度可以提高加成产物中CH3cH2cH2cl的比例

D.CH,=CH-CH3(g)+HCl(g)CH3cH2cH2cl(g)的焰变等于第一步与第二步正反应活化能的差值

【答案】C

【解析】A.由图可知，无论是生成1-氯丙烷还是生成2-氯丙烷，反应物的总能量总是高于生成物的总能

量，则丙烯与HC1的反应是放热反应，A错误；B.在合成2-氯丙烷的反应中，第I步反应的活化能更大，

即第I步的反应速率慢，故第I步为反应的决速步，B错误；C.由图可知：

CH3CHC1CH3(g).GH3CH2CH2Cl(g)AH>0,升高温度，平衡正向移动，故其他条件不变，适当升高温度

可以提高加成产物中CH3cH2CH2CI的比例，C正确；D.由图像可知，第一步与第二步正反应活化能的差

值不是反应物和生成物的能量差，即该差值不是反应CH3CH=CH2(g)+HCl(g)GH3CH2CH2Cl(g)的焰变，

D错误；故选C。

11.甲烷可在错/柿氧化物的催化下与过氧化氢反应，转化为甲醇和甲基过氧化氢(CHQOH),实现了天然

气的高效利用，其原理如图所示，下列说法错误的是

CII3OOII

A.反应③有极性键的断裂与生成

B.反应⑤中，Ce的化合价升高

C.钱/锦氧化物改变了CH,和的反应历程，降低了反应的活化能

D.若用作反应物，一段时间后只有CHQH、CH,OOH中含有I'。

【答案】D

【解析】A.反应③中CH4中断裂1条C-H键形成-CH3,9H与H形成H2O中有O-H键生成，则有极性键

的断裂与生成，A正确；B.反应⑤中，H202TH2。中O元素从-1降低至-2价，则Ce的化合价升高，B正

确；C.错/铀氧化物是催化剂，可改变了CHU和H2O2的反应历程，降低了反应的活化能，C正确；D.由

反应⑤可知O连接在Ce上，甲烷可在铐/铀氧化物的催化下与过氧化氢反应，转化为甲醇和甲基过氧化氢

(CH.xOOH),则若用H/Ch作反应物，一段时间后CHQH、CHQ0H和错传市氧化物中均含有l8O,D错误；

故选D。

12.利用厌氧氨氧化菌细胞中的三种酶处理废水中含氮粒子的反应机理如图所示。下列说法正确的是

A.该反应需要在高温下进行

B.在NR酶的作用下，NO；发生了氧化反应

+

C.三种酣共同作用总反应为：NH3+NO；+H=N2+2H2O

D.N2H4在HZO酶作用下反应，有极性键、非极性键的断裂和生成

【答案】C

【解析】A.该反应利用三种酶作催化剂，而酶属于蛋白质，高温下会发生变性，所以反应不能在高温下进

行，A不正确；B.从图中可以看出，在NR酶的作用下，NO；转化为NH2OH,N元素由+3价降为-1价，

发生了还原反应，B不正确；C.三种酶共同作用下，反应物为NH3、NO；、H+,生成物为N2等，则总反

+

应为：NH3+NO"+H=N2+2H2O,C正确：D.N2H4在HZO酶作用下反应，断裂N-N键、N-H键，形成N三N

键，有极性键、非极性键的断裂和非极性键的生成，但没有极性键的生成，D不正确；故选C。

【提升题】

13.某课题组对段基化研窕取得很大的进展，历程如图所示。

NiCl2(PCy3)2

RCO,H

XNi'L,

+

Me

Me

Ar^Ni'f

C

已知：R-为炫基，Me为甲基。下列叙述正确的是

A.NiCl2(PCy3)2能降低总反应的活化能

B.物质1和物质A反应时，只断裂了C-C键

C.物质2中-R为-CH(Me)Ar

D.C转化为D时，1个CO2分子断裂了2个兀键

【答案】C

【解析】A.NiClKPC%）?是制备催化剂Ni°L*的原料，不是催化剂，不能降低反应的活化能，A项错误；

B.物质1和物质A反应时，还断裂了C-N键，B项错误；C.由D的到E的转化，根据D的结构简式可

知E中R应为-CH（Me）Ar,E到物质2的过程中R未改变,C项正确;D.1个CO2分子只断裂了1个兀键，

D项错误；故选：C„

14.葡萄糖在碱性条件下和亚甲基蓝溶液混合后，蓝色会消失，经振荡，无色溶液又恢复蓝色，此过程可

以反复多次。现用培养皿盛放上述溶液，将蓝牙音箱、白色亚克力板、培养皿由下至上放置，打开音箱（设

置音频为60赫兹，音量为60分贝），振荡使空气中的氧气进入溶液，一段时间后，培养皿中呈现波纹状颜

色变化。

无色亚甲基蓝立甲基蓝

（亚甲基白）

溶液

产物葡萄糖

蓝瓶子实验颜色变化过程简示图培养皿

以下分析不符合事实的是

A.颜色变化的过程是可逆反应

B.蓝色褪去的过程是亚甲基蓝被还原的过程

C.升高温度，不一定能加快溶液变蓝的过程

D.波腹处更容易呈现蓝色的原因是此处氧气浓度更大

【答案】A

【解析】A.蓝色变无色是葡萄糖和亚甲基蓝反应，生成亚甲基白，葡萄糖被氧化，亚甲基蓝被还原，无色

变蓝色是亚甲基白和氧气反应生成水和亚甲基蓝，不是可逆反应，故A不符合事实；B.亚甲基白变为亚甲

基蓝是亚甲基白被氧气氧化为亚甲基蓝，则亚甲基蓝变为亚甲基白是还原过程，所以蓝色褪去的过程是亚

甲基蓝被还原的过程，故B符合事实；C.升高温度，氧气在水中的溶解度降低，不一定能加快反应速率，

故C符合事实；D.波腹处声音强度最小，氧气浓度大，更容易出现蓝色，故D符合事实；故选A。

15.有氧条件下，在Fe基催化剂表面，NH,还原NO的反应机理如图所示。该反应能够有效脱除烟气中的

NO,保护环境。下列说法不氐顿的是

A.在酸性配位点上，NH,与H+通过配位键形成NH；

B.增大压强有利于NO与O?吸附在Fe»配位点上形成NO2

C.在反应过程中，Fe基可以提高NO的转化率

D.该反应的总方程式为：4NH3+2NO+2O2=3N2+6H2O

【答案】C

【解析】A.NH、分子中的N原子还含有一对孤对电子，所以能和H+通过配位键形成NH：,故A正确；B.由

图可知，NOHO?吸附在Fe?+配位点上形成NO?,该过程中气体体积减小，增大压强平衡正向移动，有利

了NO与0?吸附在Fe?'配位点上形成NC\,故B正确：C.在反应过程中，Fe基作为催化剂，催化剂不能

改变反应的转化率，故C错误；D.由图可知，在Fe基催化剂表面，N4还原NO生成N?和H2O,总方程

式为：4NH,+2N0+2O2=3N,+6H2O,故D正确；故选C。

16.光催化固氮合成氨的机理如图所示，下列说法不正确的是

A.NH3分子是极性分子

B.此反应中氮气做氧化剂

C.无论使用哪种催化剂，同一个反应的活化能是不变的

催化剂

D.此反应的化学反应方程式是:2N2+6H2O4NH+3O

光32

【答案】C

【解析】A.NH3分子为三角锥形，它为极性分子，A项正确：B.此反应中N由0价变为N%中-3价，

Nz为氧化剂，B项正确；C.催化剂改变反应的历程从而降低该反应的活化能，不同催化剂催化历程不同,

活化能不同，C项错误；D.此反应为HzO产生H?和。2,m和Na光照条件下产生NH3,所以总反应为：

催化剂

2N+6HO4NH+3O,D项正确；故选C。

22光32

17.金属Ni可活化C2H6放出CH4,其反应历程如图所示:

下列关于活化历程的说法错误的是

A.中间体1-中间体2的过程是放热过程

B.加入催化剂可降低该反应的反应热，加快反应速率

C.Ni和C2H$的总键能小于NiCH2和CH4的总键能

D.中间体2T中间体3的过程是决定整个历程反应速率的关键步骤

【答案】B

【解析】A.中间体1的相对能量为-56.21,中间体2的相对能量为-154.82,中间体1一中间体2的过程是

放热过程，故A正确；B.催化剂不能改变反应物和生成物的能量，加入催化剂，该反应的反应热不变，故

B错误；C.Ni和C2H$的相对总能量为0,NiCH?和CH,的相对总能量为657,正反应放热，Ni和C2H$总

键能小于NiCH2和CH,的总键能，故C正确；D.慢反应决定总反应速率，中间体2一中间体3的过程正反

应活化能最大，反应速率最慢，所以中间体2T中间体3的过程是决定整个历程反应速率的关键步骤，故D

正确；选B。

18.下列说法或图示表达错误的是

A.在［Cd(NHjJ+中，NH?提供孤对电子，Cd?+提供空轨道

B.叠氮-怏环加成满足点击化学的条件，活性Cu⑴催化该反应的机理如图1所示，DTF计算表明叠氮形成

六元金属环的活化能比非金属催化剂的反应低很多，则活性Cu⑴催化剂对该反应的催化效率高、反应速率

快

C.冠酸是由多个二元醇分子之间脱水形成的环状化合物。18-冠-6可用作相转移催化剂，其与K，形成的螯

合离子结构如图2所示。与二甲醛(CHQC&)相比，该螯合离子中“C-O-C”键角更小

D.图3的结构中含有-OH,可与水分子间形成氢键，其在水中的溶解度比图4所示物质大

【答案】C

【解析】A.在［Cd(NH3),『中，NH3提供孤对电子，Cd?+提供空轨道，两者形成配位键，A正确；B.活

化能越大，反应越慢，活化能越小，反应越快，催化剂可改变反应历程，降低活化能，加快反应速率；根

据题意可知，叠氮形成六元金属环的活化能比非金属催化剂的反应低很多，则活性Cu⑴催化剂对该反应的

催化效率高、反应速率快，B正确；C.该螯合离子中氧的孤电子对形成配位键，孤电子对与成键电子对之

间的斥力大于成键电子对之间的斥力，故导致该螯合离子中“C-O-C”键角变大，C错误；D.图3的结构中

含有-0H,可与水分子间形成氢键，图4所示物质不能和水分子间形成氢键，故图3所示物质在水中的溶解

度比图4所示物质的大，D正确；故选C。

【挑战题】

19.一种含P催化剂催化甲烷中的碳氢键活化的反应机理如图所示。下列有关说法不正确的是

,OSO3H

Pt

CH4

CH3